CN102425660A - 一种应用于工程机械的换档控制方法及控制器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种应用于工程机械的换档控制方法及控制器，其中，一种应用于工程机械的换档控制方法包括：控制器接收来自工程机械的电控手柄的换档信号；获取所述工程机械的发动机的当前转速值；根据所述换档信号指示的目标档位获取所述目标档位的过渡标定转速值；比较所述当前转速值和所述过渡标定转速值；若所述当前转速值大于所述过渡标定转速值时，则：控制所述发动机的转速至所述过渡标定转速值，并在所述工程机械的变速离合器完成所述换档信号指示的换档动作时，控制所述发动机的转速至所述当前转速值。本发明实施例提供的技术方案可有效提高工程机械中变速离合器的工作寿命。

Description

一种应用于工程机械的换档控制方法及控制器

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种应用于工程机械的换档控制方法及控制器。

背景技术

由于推土机的工况复杂，推土机在档位切换时，高速运转的发动机容易使变速离合器受到较强的冲击，变速离合器中的摩擦片在换档节拍时的工作状况相对恶劣，磨损程度较大，导致目前推土机中的变速离合器的工作寿命均较短。

发明内容

本发明实施例提供了一种应用于工程机械的换档控制方法及控制器，用于提高工程机械中变速离合器的工作寿命。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

一种应用于工程机械的换档控制方法，包括：

控制器接收来自工程机械的电控手柄的换档信号；

获取上述工程机械的发动机的当前转速值；

根据上述换档信号指示的目标档位获取上述目标档位的过渡标定转速值；

比较上述当前转速值和上述过渡标定转速值；

若上述当前转速值大于上述过渡标定转速值时，则：

控制上述发动机的转速至上述过渡标定转速值，并在上述工程机械的变速离合器完成上述换档信号指示的换档动作时，控制上述发动机的转速至上述当前转速值。

一种控制器，包括：

接收单元，用于接收来自工程机械的电控手柄的换档信号；

第一获取单元，用于获取上述工程机械的发动机的当前转速值；

第二获取单元，用于根据上述换档信号指示的目标档位获取上述目标档位的过渡标定转速值；

比较单元，用于比较上述当前转速值和上述过渡标定转速值；

控制单元，用于当上述比较单元的比较结果为上述当前转速值大于上述过渡标定转速值时，控制上述发动机的当前转速至上述过渡标定转速值；在上述工程机械的变速离合器完成上述换档信号指示的换档动作时，控制上述发动机的转速至上述当前转速值。

由上可见，本发明实施例中控制器在接收到换档信号时，通过获取比较发动机的当前转速，在高速换档期间对发动机的转速进行降速处理，从而减小高转速下的档位切换动作对变速离合器的冲击，降低了变速离合器摩擦片的相对转速，从而减小了对摩擦片的磨损，进而提高了变速离合器的工作寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的工程机械的一种内部结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种应用于工程机械的换档控制方法的一个实施例流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种应用于工程机械的换档控制方法的另一个实施例流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种应用于工程机械的换档控制方法的另一个实施例流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种控制器的一个实施例结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种应用于工程机械的换档控制方法及控制器。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。

下面对本发明实施例中一种应用于工程机械的换档控制方法进行描述。

首先如图1所示为本发明实施例中工程机械的一种内部结构示意图，控制器101分别与电控手柄102和变速离合器103相连，控制器和电子控制单元(ECU，Electronic Control Unit)104都接入到工程机械的控制器局域网络(CAN，Controller Area Network)的高位总线(即图中的CAN-H)和低位总线(即图中的CAN-L)中。请参阅图2，本发明实施例中的一种应用于工程机械的换档控制方法，包括：

201、控制器接收来自工程机械的电控手柄的换档信号；

上述电控手柄为可发送开关量和模拟量的手柄装置，工程人员通过操控安装于工程机械上的电控手柄实现换档、换向、转向和加减速等操作。

在本发明实施例中，当工程人员通过电控手柄进行换档操作时，控制器接收来自该电控手柄的换档信号。举例说明，当工程机械从行驶二档降至行驶一档时，则控制器可接收到电控手柄发送的指示从行驶二档降至行驶一档的换档信号。

202、获取工程机械的发动机的当前转速值；

当控制器接收到来自工程机械的电控手柄的换档信号时，控制器获取发动机的当前转速值。

在本发明实施例中，工程机械上的ECU实时采集发动机的运行参数(如发动机的当前转速、机油压力等)，并将采集到的发动机的运行参数广播到CAN总线上，控制器通过CAN总线与ECU连接，当控制器接收到来自工程机械的电控手柄的换档信号时，可从该CAN总线上获取发动机的当前转速值。当然，控制器也可在接收到来自上述电控手柄的换档信号时，通过对发动机进行检测来获取发动机的当前转速值，此处不作限定。

203、根据换档信号指示的目标档位获取该目标档位的过渡标定转速值；

本发明实施例中，工程人员可通过大量的现场实验对各目标档位的过渡标定转速值进行确定，如工程人员可在不同转速下和档位下进行大量的换档切换测试，综合多次换档切换测试过程中发动机的油耗率和功率，以及整车动力转向、空调或其它电力的需求下的发动机负荷等状态信息，得到变速箱切换到不同目标档位时所需要的合理转速，将其作为该目标档位的过渡标定转速值。可以理解，由于不同型号的工程机械的工况特点和该工程机械的内部机件(如发动机、变速离合器等)的参数可能有所不同，因此，不同型号的工程机械在相同目标档位的过渡标定转速值也可能不同。

上述过渡标定转速值可预置在控制器中，也可以是预置在其它设备(如ECU)中，此处不作限定。

204、比较发动机的当前转速值和过渡标定转速值；

控制器比较步骤202和203中获取到的当前转速值和过渡标定转速值，当上述当前转速值大于过渡标定转速值时，执行步骤205和206。

205、控制发动机的转速至上述过渡标定转速值；

当步骤204的比较结果为发动机的当前转速值大于过渡标定转速值时，控制器控制发动机的转速至上述过渡标定转速值，以减小档位切换动作对变速离合器造成的冲击。

在本发明实施例中，控制器可将过渡标定转速值通过CAN总线发送给ECU，由ECU根据该过渡标定转速值对发动机的转速进行调整，当然，也可以由控制器根据过渡标定转速值直接对发动机的转速进行调整，此处不作限定。

206、当工程机械的变速离合器完成上述换档信号指示的换档动作时，控制器控制发动机的转速至上述当前转速值。

在本发明实施例中，当变速离合器的换档动作结束时，控制器可接收到来自变速离合器的换档结束信号，控制发动机的转速至上述当前转速值，以使发动机的转速恢复到步骤205执行之前的转速。

由上可见，本发明实施例中控制器在接收到换档信号时，通过获取比较发动机的当前转速，在高速换档期间对发动机的转速进行降速处理，从而减小高转速下的档位切换动作对变速离合器的冲击，降低了变速离合器摩擦片的相对转速，从而减小了对摩擦片的磨损，进而提高了变速离合器的工作寿命。

下面对本发明实施例中的应用于工程机械的换档控制方法进行描述，请参阅图3，本发明实施例中应用于工程机械的换档控制方法的另一个实施例包括：

步骤301～303可如图2步骤201～203中的描述，此处不再赘述。

304、判断发动机的当前转速值是否大于过渡标定转速值；

控制器通过比较步骤302和303中获取到的当前转速值和过渡标定转速值，判断上述当前转速值是否大于过渡标定转速值，若是，则执行步骤306和307，若否，则执行步骤305。

305、判断上述当前转速值与上述过渡标定转速值的差值是否超过预置的门限值；

在本发明实施例中，虽然在发动机低转速下进行换挡操作时对变速箱冲击较小，但是，若此处发动机转速过低，则会造成燃料燃烧的不充分，甚至会导致发动机掉速熄火。因此，本发明实施例中，当步骤304比较出上述当前转速值小于上述过渡标定转速值时，控制器进一步判断上述当前转速值与上述过渡标定转速值的差值是否超过预置的门限值，若是，则执行步骤306和307，若否，则进入步骤308。

306、控制发动机的转速至上述过渡标定转速值；

在本发明实施例中，控制器可将过渡标定转速值通过CAN总线发送给ECU，由ECU根据该过渡标定转速值对发动机的转速进行调整，当然，也可以由控制器根据过渡标定转速值直接对发动机的转速进行调整，此处不作限定。

307、当工程机械的变速离合器完成上述换档信号指示的换档动作时，控制器控制发动机的转速至上述当前转速值。

在本发明实施例中，当变速离合器的换档动作结束时，控制器可接收到来自变速离合器的换档结束信号，控制发动机的转速至上述当前转速值，以使发动机的转速恢复到步骤305执行之前的转速。

308、结束此次换档控制流程。

由上可见，本发明实施例中控制器在接收到换档信号时，通过获取比较发动机的当前转速，在高速换档期间对发动机的转速进行降速处理，从而减小高转速下的档位切换动作对变速离合器的冲击，降低了变速离合器摩擦片的相对转速，从而减小了对摩擦片的磨损，进而提高了变速离合器的工作寿命。进一步的，本发明实施例中在低速换档期间对发动机的转速进行升速处理，从而避免了因发动机的转速过低而造成燃料燃烧的不充分以及发动机掉速熄火的状况。

为便于更好地理解本发明的技术方案，下面通过信令图对本发明实施例中的应用于工程机械的换档控制方法进行描述，请参阅图4，包括：

401、控制器接收来自工程机械的电控手柄的换档信号；

上述电控手柄为可发送开关量和模拟量的手柄装置，工程人员通过操控安装于工程机械上的电控手柄实现换档、换向、转向和加减速等操作。

在本发明实施例中，当工程人员通过电控手柄进行换档操作时，控制器接收来自该电控手柄的换档信号。举例说明，当工程机械从行驶二档降至行驶一档时，则控制器可接收到电控手柄发送的指示从行驶二档降至行驶一档的换档信号。

402、控制器获取工程机械的发动机的当前转速值；

当控制器接收到来自工程机械的电控手柄的换档信号时，控制器获取发动机的当前转速值。

在本发明实施例中，工程机械上的ECU实时采集发动机的运行参数(如发动机的当前转速、机油压力等)，并将采集到的发动机的运行参数广播到CAN总线上，控制器从该CAN总线上获取发动机的当前转速值。

403、控制器根据换档信号指示的目标档位获取该目标档位的过渡标定转速值；

本发明实施例中，工程人员可通过大量的现场实验对各目标档位的过渡标定转速值进行确定，如工程人员可在不同转速下和档位下进行大量的换档切换测试，综合多次换档切换测试过程中发动机的油耗率和功率，以及整车动力转向、空调或其它电力的需求下的发动机负荷等状态信息，得到变速箱切换到不同目标档位时所需要的合理转速，将其作为该目标档位的过渡标定转速值。可以理解，由于不同型号的工程机械的工况特点和该工程机械的内部机件(如发动机、变速离合器等)的参数可能有所不同，因此，不同型号的工程机械在相同目标档位的过渡标定转速值也可能不同。

上述过渡标定转速值可预置在控制器中，也可以是预置在其它设备(如ECU)中，此处不作限定。

404、控制器比较发动机的当前转速值和过渡标定转速值；

控制器比较步骤402和403中获取到的当前转速值和过渡标定转速值，当上述当前转速值大于过渡标定转速值，或者，当上述当前转速值小于过渡标定转速值且当前转速值与过渡标定转速值的差值超过预置门限值时，执行步骤405～409，当上述当前转速值小于过渡标定转速值且当前转速值与过渡标定转速值的差值不超过预置门限值时，结束此处换档控制流程。

405、控制器向ECU发送转速调整信号；

控制器向ECU发送携带上述过渡标定转速值的转速调整信号，指示ECU对发动机的转速进行调整。

406、ECU根据转速调整信号的指示对发动机的转速进行调整；

ECU接收到来自控制器的转速调整信号后，根据转速调整信号的指示，将发动机的转速调整至上述过渡标定转速值。

407、控制器接收来自变速离合器的换档结束信号；

当变速离合器完成上述换档信号指示的换档动作时，控制器将接收到来自变速离合器的换档结束信号，指示其以完成换档动作。

408、控制器向ECU发送转速恢复信号；

控制器向ECU发送转速恢复信号，指示ECU对发动机的转速进行调整，其中，上述转速恢复信号中携带步骤402中获取到的当前转速值。

409、ECU根据转速恢复信号的指示对发动机的转速进行调整；

ECU接收到来自控制器的转速恢复信号后，根据转速恢复信号的指示，将发动机的转速恢复至步骤402中获取到的当前转速值。

在本发明实施例中，为保证档位调整的快速响应电控特点，需保证控制器对发动机的转速进行比较和调整的过程(即步骤402～306的处理过程)在足够短的时间内完成。

由上可见，本发明实施例中控制器在接收到换档信号时，通过获取比较发动机的当前转速，在高速换档期间对发动机的转速进行降速处理，从而减小高转速下的档位切换动作对变速离合器的冲击，降低了变速离合器摩擦片的相对转速，从而减小了对摩擦片的磨损，进而提高了变速离合器的工作寿命。进一步的，本发明实施例中在低速换档期间对发动机的转速进行升速处理，从而避免了因发动机的转速过低而造成燃料燃烧的不充分以及发动机掉速熄火的状况。

下面对本发明实施例中的控制器进行描述，请参阅图5，本发明实施例中的控制器500包括：

接收单元501，用于接收来自工程机械的电控手柄的换档信号；

第一获取单元502，用于获取工程机械的发动机的当前转速值；

第二获取单元503，用于根据换档信号指示的目标档位获取该目标档位的过渡标定转速值；

比较单元504，用于比较第一获取单元502和第一获取单元502获取到的当前转速值和过渡标定转速值；

控制单元505，用于当比较单元504的比较结果为当前转速值大于过渡标定转速值时，控制发动机的当前转速至上述过渡标定转速值；在工程机械的变速离合器完成换档信号指示的换档动作时，控制发动机的转速至上述当前转速值，即第一获取单元502获取到的当前转速值。

进一步，控制单元505还可用于当比较单元504的比较结果为当前转速值小于过渡标定转速值，且当前转速值与过渡标定转速值的差值超过预置门限值时，控制发动机的转速至过渡标定转速值；在工程机械的变速离合器完成换档信号指示的换档动作时，控制发动机的转速至上述当前转速值。

本发明实施例中，控制单元505可通过如下方式控制发动机的当前转速至过渡标定转速值：向工程机械的ECU发送转速调整信号，在该转速调整信号携带过渡标定转速值，指示ECU根据过渡标定转速值对发动机的当前转速进行调整，当然，控制单元505也可直接依据该过渡标定转速值对发动机的转速进行调整，此处不作限定。

本发明实施例中，控制单元505可通过如下方式控制发动机的转速至当前转速值：向工程机械的ECU发送转速恢复信号，在转速恢复信号携带上述当前转速值，指示ECU根据上述当前转速值对发动机的转速进行调整，当然，控制单元505也可直接依据上述当前转速值对发动机的转速进行调整，此处不作限定。

需要说明的是，本发明实施例中的控制器可如上述方法实施例中的控制器，可以用于实现上述方法实施例中的全部技术方案，其各个功能模块的功能可以根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可参照上述实施例中的相关描述，此处不再赘述。

由上可见，本发明实施例中控制器在接收到换档信号时，通过获取比较发动机的当前转速，在高速换档期间对发动机的转速进行降速处理，从而减小高转速下的档位切换动作对变速离合器的冲击，降低了变速离合器摩擦片的相对转速，从而减小了对摩擦片的磨损，进而提高了变速离合器的工作寿命。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器、随机存储器、磁盘或光盘等。

以上对本发明所提供的一种应用于工程机械的换档控制方法及控制器进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种应用于工程机械的换档控制方法，其特征在于，包括：

控制器接收来自工程机械的电控手柄的换档信号；

获取所述工程机械的发动机的当前转速值；

根据所述换档信号指示的目标档位获取所述目标档位的过渡标定转速值；

比较所述当前转速值和所述过渡标定转速值；

若所述当前转速值大于所述过渡标定转速值时，则：

控制所述发动机的转速至所述过渡标定转速值，并在所述工程机械的变速离合器完成所述换档信号指示的换档动作时，控制所述发动机的转速至所述当前转速值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述比较所述当前转速值和所述过渡标定转速值的步骤之后还包括：

若所述当前转速值小于所述过渡标定转速值，且所述当前转速值与所述过渡标定转速值的差值超过预置门限值，则：控制所述发动机的转速至所述过渡标定转速值，并在所述工程机械的变速离合器完成所述换档信号指示的换档动作时，控制所述发动机的转速至所述当前转速值。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述控制所述发动机的转速至所述过渡标定转速值包括：

向所述工程机械的电子控制单元ECU发送转速调整信号，所述转速调整信号携带所述过渡标定转速值，以便所述ECU根据所述过渡标定转速值对所述发动机的转速进行调整。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述控制器控制所述发动机的转速至所述当前转速值包括：

向所述工程机械的ECU发送转速恢复信号，所述转速恢复信号携带所述当前转速值，以便所述ECU根据所述当前转速值对所述发动机的转速进行调整。

5.一种控制器，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收来自工程机械的电控手柄的换档信号；

第一获取单元，用于获取所述工程机械的发动机的当前转速值；

第二获取单元，用于根据所述换档信号指示的目标档位获取所述目标档位的过渡标定转速值；

比较单元，用于比较所述当前转速值和所述过渡标定转速值；

控制单元，用于当所述比较单元的比较结果为所述当前转速值大于所述过渡标定转速值时，控制所述发动机的当前转速至所述过渡标定转速值；在所述工程机械的变速离合器完成所述换档信号指示的换档动作时，控制所述发动机的转速至所述当前转速值。

6.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，

所述控制单元还用于当所述比较单元的比较结果为所述当前转速值小于所述过渡标定转速值，且所述当前转速值与所述过渡标定转速值的差值超过预置门限值时，控制所述发动机的转速至所述过渡标定转速值；在所述工程机械的变速离合器完成所述换档信号指示的换档动作时，控制所述发动机的转速至所述当前转速值。

7.根据权利要求5或6所述的控制器，其特征在于，

所述控制单元具体通过如下方式控制所述发动机的当前转速至所述过渡标定转速值：向所述工程机械的电子控制单元ECU发送转速调整信号，所述转速调整信号携带所述过渡标定转速值，以便所述ECU根据所述过渡标定转速值对所述发动机的当前转速进行调整。

8.根据权利要求5或6所述的控制器，其特征在于，

所述控制单元具体通过如下方式控制所述发动机的转速至所述当前转速值：向所述工程机械的ECU发送转速恢复信号，所述转速恢复信号携带所述当前转速值，以便所述ECU根据所述当前转速值对所述发动机的转速进行调整。

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